Основным экономическим преимуществом систем «Умный дом» является возможность существенного повышения комфортности жилого здания при одновременном снижении затрат на энергоносители. Интеллектуальные системы «Умный дом» относительно недавно появились в России. Они представляют собой автоматизированный управляемый комплекс инженерного оборудования, включающий в качестве элементов следующие системы:

• Регулирования освещения.
• Регулирования отопления.
• Слежения (датчики движения).
• Противопожарной безопасности и защиты от иных форс-мажоров техногенного характера (затопление, утечка газа и прочее).

Система регулирования светом позволяет осуществлять контроль за каждым источником света и включать (выключать) его дистанционным образом или по расписанию, задаваемому специальной программой. Это позволяет значительно снизить стоимость оплаты услуг по электроснабжению.

Система регулирования отопления позволяет устанавливать и поддерживать индивидуальные и экономически обоснованные параметры климата в каждом помещении. Регулируется таким образом температура, уровень влажности, величина притока свежего воздуха.

Система слежения формируется благодаря установке в доме датчиков слежения, позволяющих обнаружить перемещающийся объект снаружи дома.

Система противопожарной безопасности включает в себя датчики дыма, которые автоматически передают сигнал при превышении пороговых значений по задымлению на пульты охранных структур.

Открытие компании по реализации проектов «Умный дом» предполагает решение следующих социальных и предпринимательских задач:

• Удовлетворение потребностей граждан в создании комфортных условий проживания, соответствующих современным требованиям.
• Создание новых рабочих мест для специалистов различных специальностей, задействованных в данном виде деятельности.
• Пополнение муниципального бюджета налоговыми поступлениями от деятельности высокорентабельного предприятия;
• Извлечение прибыли.

Используемый как пример бизнес-план по установке системы «Умный дом» с расчетами содержит выверенный по срокам проект создания предприятия, жизненный цикл которого предусматривает 4 фазы:

• Разработка бизнес-плана по созданию компании.
• Выход на рынок услуг.
• Рост.
• Достижение зрелости.

Общий жизненный цикл проекта – 3 года 9 месяцев.

Анализ рынка

Общее состояние отечественного рынка услуг по внедрению систем «Умный дом» характеризуется ростом. Причем такой рост обусловлен оживлением предпринимательства. Основными потребителями услуги являются частные домашние хозяйства с уровнем дохода выше среднего по стране. Это обусловлено тем, что данная услуга является довольно дорогостоящей и воспользоваться ей может лишь незначительная часть населения. Это утверждение особенно актуально для жителей небольших городов и сельской местности. По расчетам, в среднестатистическом российском областном центре с населением в 400 000 человек экономически доступной услуга является только для 60 000, т.е. для 15% жителей. Для таких населенных пунктов данный уровень будет являться предельным значением емкости рынка.

Значимым инструментом повышения привлекательности данной услуги может стать инвестиционная политика государства, обеспеченная соответствующими ресурсами для предоставления кредитов. Для компаний, занимающихся данной деятельностью, важнейшим фактором выживаемости в конкурентной борьбе является постоянное обновление проектов в соответствии с современными стандартами и технологиями.

Маркетинг и реклама

Маркетинговая политика создаваемого предприятия строится исходя из следующих целей:

• Завоевание доли рынка и повышение значимости оказываемых услуг.
• Извлечение прибыли.
• Повышение социальной ответственности и уровня общественного признания компании.
• Постоянное внедрение новейших технологических разработок в практику.

Для этого будет организовано проведение следующих мероприятий:

• Исследования на предмет целесообразности открытия филиалов в других населенных пунктах.
• Маркетинговые исследования с целью получения сведений о востребованности услуги.
• Мониторинг клиентской базы.
• Гибкая коррекция товарной и ценовой политики.
• Мониторинг политики сбыта.
• Комплекс коммуникативных мероприятий.

С целью привлечения новых заказчиков и повышения имиджа компании рекламная деятельность будет проводиться:

• В печатных изданиях населенного пункта (не реже 2 раз в год).
• На телевидении и радио (2 раза в день, периодически на протяжении года).
• В форме участия в разнообразных массовых мероприятиях в качестве спонсора.
• В сети Интернет (путем разработки и продвижения собственного сайта).
• Через социальные сети путем создания целевых сообществ.

Описание объекта

Фирма по установке систем «Умный дом» занимается оказанием услуг по монтажу и интеграции элементов одноименной системы. Доходность предприятия определяется направлениями, по которым будет осуществляться предпринимательская деятельность. На начальной стадии реализации проекта предполагается осуществлять монтаж систем:

• Регулирования освещения.
• Противопожарной безопасности.
• Регулирования отопления по принципу климат-контроля.

Для каждого помещения будет разрабатываться индивидуальный проект системы с набором необходимого оборудования.

Компания создается как малое предприятие в организационно-правовой форме ООО (общество с ограниченной ответственностью). Выбор сделан на основании более гибкого реагирования предприятий такого типа на потребности рынка и высокой адаптивности к изменениям его конъюнктуры. ООО функционирует на основании:

• Код ОКОПФ: 65.
• Код ОКФС: 16.

В компании устанавливается следующий режим рабочего дня и трудового распорядка:

• Продолжительность рабочей недели – 5 дней.
• Продолжительность рабочего дня – 8 часов с учетом обеденного перерыва.

При данных условиях прогнозируемое количество реализуемых проектов за 1-й год работы предприятия – 57.

Персонал

Открытие и последующее функционирование предприятия связано с неизбежным изменением численности рабочего персонала, что обусловлено непредсказуемостью рынка и изменением количества реализуемых проектов в различные периоды деятельности компании. Предполагается, что в первый год работы для выполнения плана оказания услуг на предприятии необходимо иметь следующих сотрудников:

• Технические специалисты – 3.
• Монтажники – 1.
• Программисты – 1.

Общее количество явочных сотрудников – 5 человек.

На начальной стадии работы предприятия учредитель берет на себя обязанности руководителя, бухгалтерия передается на аутсорсинг.

Расчет расходов на оплату труда работников фирмы представлен в сводной таблице оценки эффективности проекта.

Оценка экономической эффективности

Расчет времени нужен для четкого представления о сроках, необходимых для качественного проведения всех мероприятий, предусмотренных данным бизнес-планом. Так, он предполагает, что под офисное помещение будут использоваться арендуемые площади и капитального строительства вестись не будет, следовательно, установка офисного оборудования не потребует много времени.

Основные этапы осуществления инвестиционного проекта:

Этап реализации проекта	Доинвестиционные мероприятия	Инвестиционный период	Производственный период
Шаг расчета (год)			1	2	3	4
Подготовка документов на получение кредитных средств	+
Разработка технической документации	+
Приобретение производственно-технологического оборудования и расходных материалов		+
Установка оборудования		+
Оказание услуг			+	+	+	+

Производственное оснащение

Для нормального функционирования компании по оказанию услуг «Умный дом» необходимо приобрести следующее производственно-технологическое оборудование:

• Персональный компьютер.
• Цветной принтер.
• Сканер.
• Сенсорная доска.
• Копировальная машина.
• Проектор.
• Монтажный инструментарий и инвентарь.

Стоимость оборудования и затраты на его приобретение (с учетом амортизационных отчислений) представлены в данной таблице:

Вид оборудования	Количество единиц	Сумма (в руб.)		Амортизация
		За единицу	Общая	Норма, %	Сумма (в руб.)
Персональный компьютер	3	25 000	75 000	33,33	25 000
Принтер	1	4 000	4 000
Сканер	1	2 000	2 000
Копировальная машина	1	5 000	5 000
Сенсорная доска, проектор	1	30 000	30 000	20	6 000
Всего			116 000		31 000
Дополнительно			23 200
Монтажный инструментарий и инвентарь			5 800
Общая сумма			145 000

При данных затратах средняя норма амортизации составит 26,72% (31 / 116 х 100).

Данный бизнес-план по установке системы «Умный дом» с расчетами не предусматривает капитальные вложения, направляемые на формирование оборотных активов, так как все оборудование, необходимые материалы и прочее будут приобретаться на условиях полной предоплаты.

Источники финансирования проекта:

• Средства, получаемые по договору коммерческого кредитования (50% расчетной стоимости проекта).
• Собственный капитал учредителя (50% расчетной стоимости проекта).

Финансовая структура инвестиций

Категория	Источники финансирования				Условия финансирования
	Собственный капитал учредителя		Средства коммерческого кредита		ставка, %	срок займа, лет	начало погашения займа
	%	сумма	%	сумма
Первоначальный капитал	50	91 060	50	91 060	24	1	1
Всего общих издержек	50	91 060	50	91 060	–	–	–

Прогнозирование расходов на производство и реализацию услуг выполнено на основе исходного положения о том, что стоимость элементов системы «Умный дом» отличается незначительно и, в среднем, равна 3 000 руб. за кв. м. Средняя площадь помещений, в которых эти элементы будут смонтированы, составляет 200 кв. м.

Показатель	Сумма (в руб. по расчетным периодам)
	1	2	3	4
Производственные и реализационные расходы	10 426 583	14 011 501	19 663 406	28 672 551
Объем продаж (количество реализованных проектов)	13	19	28	43
Производственные и реализационные расходы на единицу продукции	802 045	737 447	702 265	666 804
Коэффициент торговой наценки	0,050	0,050	0,100	0,130
Цена без НДС	842 147	774 319	772 492	753 489
Отпускная цена	993 733	913 696	911 541	889 116

Общие расходы на реализацию проекта по расчетным периодам составят:

Оценка преимуществ и рисков

Для оценки эффективности проекта использована методология SWOT-анализа. Она предусматривает сравнение сильных и слабых сторон компании, оценку потенциальных рисков и предлагает компенсационные меры для минимизации слабых сторон проекта.

SWOT-анализ фирмы данного бизнес-плана выявил следующие сильные и слабые стороны в деятельности компании по оказанию услуг по монтажу систем «Умный дом»:

Сильные стороны:

• Использование высокотехнологичного оборудования.
• Наличие квалифицированных сотрудников.
• Восприимчивость к инновациям.
• Доступность финансовых ресурсов.

Слабые стороны:

• Высокая себестоимость конечного продукта.
• Высокий уровень отпускных цен.
• Узкий ассортимент решений по их востребованности потребителями.

Благоприятные потенциальные возможности:

• Возможность расширения перечня услуг.
• Выход на новые рынки.
• Возможность разработки собственных инновационных решений.
• Повышение репутации фирмы.
• Улучшение потребительских характеристик внедряемых решений.

Потенциальные риски и угрозы:

• Усиление конкуренции на рынке.
• Неблагоприятная государственная налоговая политика.
• Отсутствие надежных поставщиков высококачественного оборудования.

На основании данного анализа можно сделать вывод о том, что создаваемое предприятие будет иметь высокую рентабельность и стабильно приносить прибыль. Количество сильных сторон и возможностей превышает число потенциальных рисков и угроз.

Выводы

Оценка расчетов, приведенных в бизнес-плане создания предприятия по монтажу систем «Умный дом», показывает, что срок окупаемости проекта составляет 2 года 15 дней. Доходность компании составит 8,68 рубля чистой прибыли с 1 рубля вложений.

Таким образом, данный вид бизнеса является высокодоходным, рискованным, со значительной перспективой к дальнейшему развитию. Особенно важными достоинствами проекта являются высокая надежность внедряемого оборудования, его экологичность и возможность персонализации инженерных решений для каждого проекта системы. Слабая сторона – высокий уровень однообразия услуг, присутствующих в данном сегменте рынка.

Успешность предприятия будет во многом определяться грамотной маркетинговой стратегией: активной коммуникационной политикой, стремлением к постоянному обновлению своих технологических решений, возможностями по расширению ассортимента внедряемого оборудования.

В фильмах часто демонстрируется жилое помещение, которое как будто живет своей жизнью. Лампочки загораются по мановению руки, открываются шторы, после определенного слова играет музыка. Все это оборудования является интеллектуальной домашней системой, и мы предлагаем рассмотреть, как сделать умный дом своими руками, что для этого нужно, а также какова схема такой системы.

Умный дом – что это

Умный дом – это домашняя автоматика, которая является жилым расширением автоматизации зданий. Главная автоматизация может включать централизованное управление освещением, ОВК (отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха), бытовую технику, открывать замки ворот, дверей, GSM и других систем, чтобы обеспечить улучшенное удобство, комфорт, энергоэффективность и безопасность. Нужно отметить, что для некоторых категорий населения (пожилых людей, инвалидов) это мероприятие может стать необходимым.

Фото – Умный дом идеи распределения
Фото – Простой умный дом

С новейшим внедрением в нашу жизнь SMART технологий, многие уже не представляют свою жизнь без автоматических установок, программного оборудования, нам необходим беспроводной интернет, бытовые приборы.

Домашняя автоматика относится к использованию компьютерных и информационных технологий для управления бытовой техникой и их функциями. Она может варьироваться от простого дистанционного управления освещением до сложных сетей на базе компьютера/микро-контроллера с разной степенью интеллекта и автоматизации. Домашняя автоматика преимущественно должна быть максимально простой.

Фото – Умный дверной замок

Достоинства использования «умного дома» в квартире на базе PIC или WAVE:

1. Экономичный расход времени на ежедневную настройку разнообразных механизмов, прием звонков, рассылку почты;
2. Использование газообразных или жидких топливных материалов, а позже использование электричества, позволило увеличить автоматизацию в системах отопления, уменьшая рабочую силу, необходимую, для ручной дозаправки обогревателя и печи.
3. Развитие термостатов позволило настроить более автоматизированное управление отопление, а позже охлаждение;
4. Так часто осуществляется охрана промышленных объектов, жилых помещений;
5. По мере увеличения числа управляемых устройств в доме поднимается их взаимосвязь. Например, печь может отправлять уведомления, когда он нуждается в чистке, или холодильник, когда он нуждается в обслуживании.
6. В простых установках, smart может включать свет, когда человек входит в комнату. Также в зависимости от времени суток, телевизор может настраиваться на нужные каналы, выставлять температуру воздуха, освещение.

Умный дом может предоставить интерфейс-доступ к бытовой технике или автоматизации, чтобы обеспечить контроль и мониторинг на Вашем смартфоне, через сервер, мини Smart для iPhone, iPod touch, а также при помощи переносного компьютера (необходим специальный soft: AVR Studio).

Фото – Контроль дома через планшет

Видео: система Schneider Electric умного дома

Элементы умного дома

Элементы домашней автоматизации включают в себя датчики (например, температуры, дневного света или обнаружения движения), контроллеры и приводы, таких как моторизованные клапаны, выключатели, двигатели и другие.

Фото – Схема управления дома

Это отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха, ОВК может контролировать температуру и влажность, к примеру, термостат интернет-контроля позволяет домовладельцу удаленно управлять системами отопления и кондиционирования воздуха здания, система может автоматически открывать и закрывать окна, включать радиаторы и котлы, теплый пол.

Освещение

Эти механизмы управления освещением могут быть использованы для управления бытового света, техники. Также сюда можно отнести систему естественного освещения, работу жалюзи или штор.

Фото – Схема умного дома

Аудио-визуальная

• Эффект присутствия дистанционного управления (Это самая современная технология, которая применяется для увеличения безопасности). Заключается в зажигании света, музыкальном сопровождении.
• Имитация присутствия
• Регулирование температуры
• Регулировка яркости (электросветильники, уличное освещение)
• Безопасность (сигнализация, жалюзи).

Как сделать умный дом

Интеллектуальную систему можно сделать своими руками, самый бюджетный вариант – это настройка контроля освещения в доме или включения компьютера.

Фото – Вариант управления умным домом

Чтобы сделать лампу, которая будет «сама» загораться, к ней понадобится подключить специальное оборудование. Есть несколько вариантов решения это задачи:

1. Установить акустическое реле (1 или x10-wire);
2. Присоединить диммер;
3. Подключить датчик движения.

Проще всего работать с датчиком. Его продажа осуществляется в любом интернет-магазине, можно купить канальный прибор, можно разработать свой собственный по своим параметрам. Единственное замечание, нельзя устанавливать с таким прибором лампу накаливания, она может не выдержать нагрузки и взорваться, лучше работать со светодиодной.

Фото – Концепция умного дома

Еще один «умный» бесшумный вариант – это диммер. Здесь Вам понадобится прикоснуться к лампе, в зависимости от количества прикосновений, говорящий прибор будет менять яркость. Это очень удобно использовать на лампе в спальне, детской.

Чтобы настроить контроль и регулирование температуры, нам понадобится многоканальная система. Центральная схема контроля температуры и влажности состоит из:

• Датчиков (ds1820), которые измеряют физическое состояние жидкости, воздуха.
• Контроллеров (rfm12), которые могут быть простыми физическими компонентами и сложными устройствами специального назначения или встроенных компьютеров.
• Приводов люнекса, которые реагируют на сигналы контроллеров.

Самый современный способ – это купить все составляющие умного дома, провода, термостаты. После установить приборы в каждой комнате, по терморегулятору на радиатор и один на котел. Также понадобится управляемый блок, или «мозг» всей системы. Его рекомендуется смонтировать на входной трубе отопления.

Фото – Система умного дома

Наиболее просто осуществляется монтаж системы видеонаблюдения и сигнализации. Принципиальные положения установки систем безопасности:

1. Нужно подключить датчики на окнах, дверных проемах, там электрика будет самой продуктивной;
2. Сложнее всего подбирается плата, от неё зависит контроллер умного дома, работа посредственных деталей, уровень сигналов;
3. Многие специалисты считают, что монтировать индикаторы нужно на уровне пола. Где-то см 20 от плинтуса, это повышает эффективность;
4. Желательно установить постоянный мониторинг, установить цифровую систему контакта со службой охраны. Часто ответственными хозяевами устанавливается специальная программа к себе на персональный компьютер, которая позволяет контролировать работу системы из любой точки, где есть интернет (так советует поступить Елена Тесля и её книга: «Умный дом: как сделать своими руками», также там есть и другие решения). Можно подключить sms-оповещения.

Умный дом – это очень удобный способ сделать свою жизнь проще, часто целая система покупается полностью (Arduino, KNX, Linux).

Стоимость каждой системы индивидуальна. Самые популярные марки следующие: beckhoff, gira, lpt, redeye, Smart Switch IOT screen, teleco. Мы рекомендуем, перед тем, как построить такое жилье, посоветоваться со специалистами, они помогут вычислить уровень нагрузки, рассчитать потребляемую мощность.

Фото – Управление светом через телефон

Чтобы почерпнуть идеи, можно пролистать В.Н.Гололобов «Умный дом» своими руками, DJVU или PDF, бесплатно посмотреть у нас фото и видео- инструкции, прочитать советы известных мастеров.

Дело было так. Михаил из Краснодара обратился ко мне с предложением помочь разработать систему ”Умный дом” для его коттеджа. Михаил объяснил, что преследует сразу несколько целей:

• Научиться программировать контроллеры Ардуино, улучшить свои знания в области электроники, системотехники, алгоритмизации и т.п. Т.е. научиться разрабатывать достаточно сложные системы. У него есть опыт работы с электроникой, микроконтроллерами. Но что-то подзабыл, отсутствуют фундаментальные знания, скорее он в этой области не профессионал, а любитель. Также он хочет увлечь этой работой своего 14 летнего сына.
• С небольшими материальными затратами получить работоспособную, адаптированную под его задачу систему.
• Приобрести опыт в разработке систем ”Умный дом”, изучить специфику задач подобного рода.

У Михаила есть 3х этажный дом, на котором он планирует отработать и эксплуатировать систему. Он готов поэтапно устанавливать на объектах дома контроллеры, испытывать их, постепенно включать в систему.

Я подумал, что это идеальная тема для еще одной серии уроков Ардуино. Система ”Умный дом” представляет собой распределенную вычислительную систему:

• с множеством самых разнообразных датчиков;
• с различными типами исполнительных устройств;
• с самыми разными регуляторами;
• с несколькими уровнями обработки данных;
• с различными средами передачи, в том числе и по беспроводным технологиям;
• и т.п, всего не перечислить.

Многие особо отметили мои уроки, в которых я разрабатывал . В этих уроках я не выдал готовый проект, а поэтапно разрабатывал устройство, поясняя каждый шаг. Проект ”Умного дома ” по-другому и не разработать. Уж очень объемная задача.

Мы с Михаилом договорились, что:

• Он определяет техническое задание для каждого контроллера, определяет все конструктивные особенности.
• Вместе мы разрабатываем электронные схемы узлов.
• Михаил собирает контролеры, конструктивно доводит их до законченных устройств.
• Резидентные программы пишем где-то вместе, где-то я один. Как пойдет.
• Я разрабатываю тестовые программы верхнего уровня (на компьютер).
• Михаил все это испытывает на реальных объектах.
• Корректируем программы, если надо, и контроллер остается установленным на объекте. Таким образом, система будет постепенно разрастаться.
• Михаил выдает мне все результаты испытаний, информацию об объектах, которыми мы управляем и все остальные материалы.
• Я постепенно, с пояснениями выкладываю информацию на сайт.

Михаил хочет управлять всем, чем только можно управлять. Система обещает стать огромной. В будущем планируется сделать варианты с полностью беспроводной связью между контроллерами, возможны разные варианты реализации верхнего уровня. Хочется верить, что новый раздел сайта будет объемным и популярным.

Кроме уроков, обучающих материалов я надеюсь, будут разработаны полностью работоспособные контроллеры. Система ”Умный дом”, собранная на контроллерах Ардуино должна стоить очень дешево.

У меня нет опыта разработки подобных систем, но когда проект проверяется на реальном объекте, опыт приходит сам по себе.

Итак, я сформулирую цели нового раздела:

• Обучающие статьи, уроки по:
  • разработке сложной распределенной вычислительной системы;
  • подключению различных датчиков к платам Ардуино;
  • управлению исполнительными механизмами;
  • разработке регуляторов;
  • использованию беспроводных технологий.
• Практический опыт, связанный со спецификой разработки систем ”Умный дом”.
• Работоспособные проекты контроллеров, из которых может быть создана система ”Умный дом”.
• Надеюсь, в итоге получится ”народная” система "Умный дом" с крайне низкой ценой.
• Проект будет вестись ”в реальном времени”. Возможны ошибки, доработки.

Система управления “Умный дом”.

Под ”Умным домом” понимают аппаратно-программный комплекс автоматизации и управления различным оборудованием квартиры или дома. Цель – добиться оптимального ресурсосбережения, безопасности, комфорта. Система должна распознавать ситуации, происходящие в доме и реагировать на них соответствующим образом.

Как правило, ”Умный дом” это интеграция в единую систему нескольких подсистем управления:

• отоплением, вентиляцией, кондиционированием;
• водоснабжением;
• освещением;
• электропитанием;
• обеспечением охраны и безопасности;
• управлением сложной бытовой техникой.

Интернет пестрит предложениями по созданию систем ”Умный дом”. Предлагаются готовые модули, из которых пользователь может сам синтезировать систему. Много предложений установки системы “под ключ”. По моим наблюдениям в результате получаются уж совсем простенькие системы, позволяющие только управлять чем-то не вставая с дивана, или цена проекта может достигать 2,5 - 3 миллиона рублей.

Основные принципы разработки системы ”Умный дом”.

Пока приходят в голову следующие принципы. Возможно, жизнь их изменит или добавит новые.

• Мы ставим цель – разработать сложную систему из комплектующих с низкой стоимостью. Как следствие – в качестве контроллеров будем использовать платы Ардуино.
• Система должна легко расширяться. Контроллеры будем добавлять по мере разработки. Конфигурация системы, т.е. число и типы контроллеров, может быть легко изменена на любом этапе разработки или эксплуатации.
• Система представляет собой несколько децентрализованных подсистем, связанных в единую систему в одном узле – центральном контроллере. Т.е. система строится по принципу локальных регуляторов – контроллеров самостоятельно выполняющих задачи даже при отсутствии связи. Например, система контроля протечек воды самостоятельно перекрывает воду в случае аварии. Но управление подачей воды может происходить и от центрального контроллера.
• Система может расширяться за счет сегментов с другими сетями, средами передачи данных, как на более низком уровне, так и на более высоком. Например, к локальному контроллеру могут быть подключены датчики или контроллеры по его собственной сети, в том числе и беспроводной. Если не ошибаюсь, такие сети называются гетерогенными. Можно к центральному контроллеру подключить компьютер. Это будет расширение системы в сторону верхнего уровня.
• В качестве основной сети связи будем использовать RS-485. Это самый дешевый и надежный вариант организации сети.
• В общем случае, питание локальных контроллеров будет происходить от отдельной сети напряжением 12 В. Это позволяет:
  • упростить систему – нет необходимости в отдельных блоках питания;
  • простыми способами организовать резервное питание от аккумулятора;
  • повысить надежность системы - в случае зависания какого-либо контролера, центральный контроллер может перезагрузить локальный контроллеры выключением общего питания.
• Постановка технического задания для разработки локальных контроллеров будет происходить "по месту" их установки. Т.е. мы не будем сейчас планировать и детально расписывать, какие контроллеры необходимы, какие датчики или исполнительные механизмы к ним подключать. Когда настанет время разработки конкретного контроллера, мы посмотрим, в каком помещении он устанавливается, какие элементы к нему необходимо подключить и т.п.
• Разработка системы будет происходить ”снизу”. В первую очередь разрабатываются локальные контроллеры. На этапе разработки в качестве центрального контроллера будет использоваться компьютер.
  • Т.е. мы разрабатываем локальный контроллер.
  • Устанавливаем его на объект. Подключаем к сети.
  • С помощью компьютера и специальной тестовой программы отлаживаем локальный контроллер.
  • Только когда будет разработано и установлено несколько локальных контроллеров имеет смысл разрабатывать центральный. Но даже в этом случае новые локальные контроллеры будут испытываться с помощью компьютера.
• В качестве сетевого протокола будем использовать стандартный протокол .
• Конфигурация системы будет производиться с помощью компьютера или планшета.
• И последнее правило – не иметь никаких догматических правил. Если практика покажет, что в каких-то принципах мы ошиблись, значит надо смело перечеркнуть их и взять за основу новые.

Обо всех этих принципах мы еще поговорим при разработке элементов системы.

Объект управления.

Я уже говорил, что система будет испытываться и эксплуатироваться на конкретном объекте. Это уже построенный таун-хаус (блокированной застройки) с участком прилегающей территории. Здание состоит из 3 этажей и технического прилегающего помещения. План дома выглядит так.

Предварительно Михаил поставил для системы следующие задачи и функции.

Территория.

1. Управление светом (зональное, с опциональным автономным режимом). Применяются беспроводные модули управления светом 315MHz на которые сигнал передается по воздуху от контроллера через модули беспроводной связи.
2. Управление поливом (зональное). Обязательный контроль влажности почвы, на основании которого может быть заблокирован полив. Для контроля используется датчик влажности почвы.
3. Управление системой доступа (ворота, шлагбаум).
4. Измерение погодных условий (температура и влажность).

Помещения жилые.

1. Управление светом (по помещениям + зональное).
2. Управление вытяжной и приточной вентиляцией (по помещениям). Работает автоматически, сравнивая температуру и влажность воздуха снаружи и внутри помещения, а также с возможностью ручного удаленного "оверрайда". Управление двигателем от релейного модуля, датчики влажности и температуры DHT-22, как в п.4
3. Управление кондиционерами (по помещениям). Применяются ИК-излучатели.
4. Управление системами полива комнатных растений (индивидуальное по точкам полива). Аналогично п.2, но без контроля погодных условий.
5. Управление жалюзи, шторами и т.п. (индивидуальное). Релейные модули управления с датчиками концевых положений.
6. Контроль температуры и влажности (по помещениям). Стандартные датчики DHT-22
7. Контроль загазованности (утечка газа, CO2, дым) (по помещениям "риска").
8. Контроль присутствия человека (по контрольным помещениям).
9. Управление силовыми розетками и потребителями (в зависимости от проекта и потребностей). Стандартные релейные модули.
10. Управление мультимедиа устройствами.
11. Интернет вещей (контроль состояния и управление отдельными приборами – холодильник, например).

Помещения технические

1. Управление централизованной системой водоснабжения (включая учёт).
2. Управление централизованной отопительной системой (включая учёт).
3. Управление централизованным электроснабжением (включая учёт).

Схематично он изобразил задачи системы ”Умного дома” так.

Все это только предварительные требования. Функции каждого локального контроллера, а значит и всей системы, будут определяться на этапе его разработки ”по месту”. Я привел этот перечень скорее, чтобы показать масштабность проекта. Насколько я понял, Михаил придерживается принципа – система должна делать все, что можно делать.

На форуме сайта я создам раздел для обсуждения проекта. Если вопросы объемные, требуют представления схем или скетчей, просьба общаться там, а не в комментариях.

Проект умного дома представляет собой комплекс электронных устройств, установленный по всему помещению, который исполняет централизованное управление инженерными системами. К инженерным системам относятся канализация, аудио- и видеотехника, газопровод и прочее техническое оснащение квартиры. В этой статье мы рассмотрим общие вопросы при создании умного дома, обзор типовых решений и примеры проектов, которые можно выполнить своими руками.

Типовая структура проекта Умного дома

Система умный дом должна базироваться на следующих принципах:

• сбалансированное функционирование всего оборудования;
• фиксирование всех событий с детальным отчетом и указанием рабочего прибора;
• постоянное отслеживание работы и состояния всего оборудование;
• незамедлительное оповещение хозяина о наступлении аварийной ситуации;
• быстрое реагирование на событие и анализ ситуации;
• предупреждение, предотвращение и ликвидация аварийных случаев;
• простота и удобство управления.

Структура умного дома включает в себя климат-контроль, освещение и электричество, безопасность, систему мультимедиа, погоду и полив растений. Для реализации каждого пункта требуется свой набор датчиков и других компонентов.

В состав умного дома входят устройства, которыми нужно управлять (датчики, видеокамеры, интеллектуальные розетки), и приборы, которые производят управление (пульты ДУ, системы связи).

Система умный дом имеет свои преимущества:

• экономия времени на настройку и проведение различных операций;
• экономия электроэнергии, воды, газа;
• настройка микроклимата положительно скажется на здоровье – в системе можно запрограммировать уменьшение температуры ночью, что способствует скорейшему засыпанию;
• оповещение хозяина о наступлении какого-либо события;
• простота управления – доступ можно осуществлять через приложения на телефоне или планшете;
• быстрое реагирование на аварийную ситуацию и возможность ее предотвратить;
• возможность программирования уникальных сценариев.

Умный дом не лишен недостатков. Один из основных минусов – это высокая стоимость всего оборудования, его монтажа, содержания и обслуживания. Время окупаемости может быть длительным, особенно при поломке оборудования.

Интеллектуальную систему можно собрать своими руками. Все оборудование и программы управления можно приобрести в магазинах.

Планируя проект, нужно обратить внимание на следующие пункты:

• Пользователь. Нужно продумать, как с системой будут обращаться обычные люди. Она должна быть простой, чтобы пользователю не пришлось долго думать, куда нажать и что сделать для совершения операции.
• Выбор технологии. Можно сделать беспроводную, проводную или комбинированную систему. Если будет проводная или комбинированная, следует заранее продумать, где будут размещаться кабели, куда помещать элементы автоматизации и розетки. В беспроводной системе нужно решить, где закрепить датчики и приемники, куда поставить повторители сигналов.
• Исполнитель. Кто будет заниматься организацией и поддержкой системы – сам человек или фирма.
• Автономность. Заранее продумывается функционал и возможности интеллектуального жилища. Нужно также заранее предусмотреть работу системы при отсутствии интенет соединения.
• Ядро, управляющее системой. Нужно решить, какое устройство будет подавать команды, принимать сигналы и анализировать полученные данные.
• Размещение ядра комплекса. Оно должно находиться в проветриваемом помещении (например, кладовка или шкаф).
• Расходы. Сюда относятся как финансовые, так и энергетические затраты.

Разные системы нуждаются в наличии устройства с заранее установленными программами. В качестве такого прибора может выступать компьютер, планшет или телефон.

Выполнение проекта требует понимания и знания основ работы, конфигурации, особенностей комплекса. Перед началом разрабатывается схема умного дома со всеми точками монтажа, способов объединения, контроля.

Для сборки системы можно приобрести готовый набор, в котором будет все необходимое оборудование и инструкция по сборке. Недостатки наборов из коробки – сильно завышенная стоимость, закрытые типы протоколов и систем и отсутствие возможности внесения изменений в систему. Собирая систему своими руками, можно на чем-то сэкономить, но для разработки нужно обладать серьезными знаниями и умениями в области электрики, принципов организации автоматизации, программирования. Также возникает сложность в синхронизации и объединении гаджетов от разных фирм. Придется либо выбирать продукцию от одного изготовителя, либо управлять каждым устройством отдельно.

Состав комплекса напрямую зависит от того, в каком типе помещения он используется. Для частных домов и коттеджей актуальны отопительные системы, водоснабжение, электроснабжение, работающие в автономном режиме. В квартире функции упрощаются из-за подключения к централизованным сетям – здесь достаточно своевременно включать и отключать систему. С увеличением площади и автономности жилища возрастает и количество задействованных механизмов. Чем меньше жилье зависит от централизованной системы, тем больше ресурсов нужно потратить для создания комплекса управления. Также в большом помещении потребуются проводные линии, в то время как в небольшой квартире работу можно осуществлять по радиоканалу.

Процесс монтажа системы умный дом следующий:

• проектирование каждого участка, который будет оснащен интеллектуальными приборами;
• анализ выбранных подсистем;
• изучение возможности установки умных систем;
• приобретение нужного оборудования;
• прокладка кабелей;
• монтаж датчиков контроля;
• подключение и установка исполнительных компонентов;
• подключение всех составляющих к плате процессора.

Выполнять монтажные работы с электросетью 220 Вольт должен высококвалифицированный мастер с опытом работы. В ином случае есть иск возгорания или поражения электрическим током. Работа должна проводиться с соблюдением техники безопасности.

Когда монтаж заканчивается, производится тестовый пуск системы. Во время проверки проводятся различные ситуации – резкое охлаждение или перегрев помещение, срабатывание пожарных, охранных датчиков, искусственное увеличение или уменьшение освещенности. При неудаче ищется ошибка и исправляется.

Затем начинается отладка системы. Прописываются нужные сценарии, задаются основные параметры работы, выбирается способ управления.

Самый сложный этап – программирование умного дома. Если система коробочная, проблем не возникнет, так как есть программа с прописанными сценариями, которые остается только подстроить под себя. В остальных случаях придется самостоятельно разрабатывать программное обеспечение. Существуют рабочие модули, которые можно скачать в интернете, но их придется переделывать и настраивать под свое оборудование.

Обдумывая возможность установки умного дома, возникает вопрос – выгодна ли такая система. Интеллектуальные технологии делают жизнь не только простой и комфортной, но и безопасной. С умным домом можно не беспокоиться о не выключенной розетке или работающей плите. Через панель управления можно прописать сценарии работы приборов и их расписание. Охранные и противопожарные системы всегда уведомят хозяина и соответствующие службы по возникновении аварийного случая. Особое внимание уделяется климатической системе. Оптимальные температуры сделают жизнь не только комфортной, но и здоровой и экономичной. Впустую тепло расходоваться не будет, что приведет к существенной экономии финансов.

ТОП 5 необычных проектов

Реализация проектов невозможна без умных устройств. Они могут выполнять не только свои классические задачи, но и делать дополнительную работу.

Умный домофон может записывать видео в формате HD 24 часа в сутки. Он ведет ночную съемку, может фиксировать посетителей и сообщать хозяевам о приходе гостей. Даже если дома никого нет, домофон передаст сообщение и покажет трансляцию происходящего в доме.

Важной отличительной особенностью прибора является возможность посетителя совершить звонок владельцам дома. Если они не смогут ответить, с посетителем пообщается встроенный голосовой помощник. Гаджет может записать видеообращение, также он запоминает частых гостей.

Зеркало Mirror

От обычных зеркал Mirror отличается встроенным в него фитнес тренером. Стоит включить прибор, и помещение становится спортивным виртуальным залом. На дисплее зеркала появляется картинка виртуального тренера, который вместе с человеком выполняет тренировку, показывает правильность выполнения упражнений и дает советы. В выключенном состоянии устройство является обычным зеркалом.

В зеркале записано более 50 видов различных спортивных упражнений. Есть программы бокса, йоги, растяжки, фитнеса. С учетом индивидуальных особенностей человека и его предпочтений подбирается оптимальная программа тренировок.

Дополнительно зеркало может следить за состоянием здоровья. Для этого гаджет синхронизируется с фитнес браслетом или другим устройством, считывает информацию и выдает полученные данные на экране.

Интеллектуальный будильник Xiao AI Smart Alarm Clock

Будильник от Xiaomi является полноценным гаджетом для сна и домашних дел. В нем установлен голосовой ассистент, но он различает только китайский язык. Помощник может оповещать о важных событиях, сообщать прогноз погоды, управлять другими бытовыми приборами. Работает прибор через приложение Mijia.

Отличительной чертой интеллектуального будильника является возможность убаюкивать человека на ночь. В памяти устройства записаны различные успокаивающие звуки, способствующие быстрому засыпанию. Чтобы разбудить хозяина, по умолчанию установлен режим нарастания громкости, чтобы пробуждение происходило плавно. Время подъема и смена режима производятся в приложении.

Перерабатывающее устройство Zera Food Recycler

Прибор для утилизации бытовых отходов делает жизнь не только комфортнее, но и безопаснее для окружающей среды. Устройство представляет собой визуально привлекательный белый контейнер размерами меньше, чем посудомоечная машина.

Принцип работы следующие – пищевые отходы укладываются в утилизатор через отверстие, которое потом закрывается крышкой. Мусор попадает в смешивающую камеру, где он перемешивается и измельчается. После этого отходы отправляются в камеру переработки, где они обрабатываются специальным составом. Эта смесь способствует быстрому разложению отходов. В итоге получается экологически чистое готовое удобрение, которое можно использовать в огороде. Полный рабочий цикл агрегат проходит за сутки.

Работает через приложение, в котором пользователь может запускать прибор, получать уведомление об окончании цикла, уточнять статус переработки.

Подобные устройства помогают разгрузить полигоны, сэкономить на транспортировке мусора и значительно улучшить экологическую ситуацию конкретного места.

Это гаджет имеет целый спектр различных задач. Он может определять качество воздуха, замерять его состав, в режиме реального времени выдавать метеорологическую сводку о состоянии окружающей среды в доме и за его пределами. В станцию встроены барометр, термометр, гигрометр. Прибор также умеет определять уровень шума.

Подключение беспроводное. В основном режиме метеостанция не взаимодействует со смартфоном или компьютером, она напрямую подключается к интернету и предает показания на сервер фирмы. Приложения получают информацию с этого сервера и выводят их на экран владельца. Есть возможность посмотреть, что показывают другие устройства рядом с пользователем.

В настоящее время технологии развиваются настолько быстро, что сегодня понятие комфортного жилища это уже не только стильный дизайн интерьера. Настоящий комфортный дом - это умная среда обитания, чутко реагирующая на приказы хозяина и самостоятельно поддерживающая необходимые параметры жилища.

Первая причина, она же самая главная. Умный дом более безопасен, чем обычный. Мы не говорим здесь о всяких шпионских сканерах сетчатки глаза и лазерных датчиках движений. Системы безопасности умного дома включают в себя контроль над сигнализацией, датчиками утечки газа и воды, противопожарные системы и системы видеонаблюдения.

Умный дом, оборудованный датчиками движения и таймерами автовыключения электроприборов, позволяет экономить на электричестве до 40%. Все системы регулировки температуры и тёплых полов будут переводиться в спящий режим всякий раз, как вы уходите из квартиры.

Благодаря объединению всех устройств в одну систему, любую электронику в доме можно контролировать с помощью своего смартфона хоть с другого континента. Будь то телевизор, лампочка в гостиной или замок на входной двери. Всё это завязано в единую систему управлений.

Забудьте что такое флэшки, кабели и переходники. Смотреть фильм, слушать музыку, сёрфить в интернете всё это делать намного удобнее в умном доме, нежели в обычном. Только представьте: вы включаете плеер в спальне и идёте готовить на кухню, где слушаете эту же музыку через кухонные динамики.

Выключили ли вы утюг? Зарыли ли входную дверь? Не оставили ли открытым окно? В умном доме таких вопросов попросту не возникает. В любой момент вы открываете панель управление на своём смартфоне, или ноутбуке и видите все параметры системы управления домом в реальном времени.

Конечно, до человекоподобных андройдов с искусственным интеллектом нам ещё далеко, хотя работы в этом направлении ведутся и достаточно успешно. Но уже сейчас на рынке можно встретить множество предложений небольших домашних роботов, выполняющих какие-то определённые функции. Робот-пылесос, робот моющий пол, робот чистящий окна, в конце-концов робот, напоминающий вам вовремя выпить лекарства или не забыть сходить на прогулку. Всё это уже реальность.

Конечно же, умный дом не может обойтись и без соответствующей бытовой техники. Например холодильники со встроенными планшетами для поиска рецептов, онлайн заказа заканчивающихся продуктов, или следящий за срокком годности всех продуктов, которые в нём находятся. Ну, а как на счёт кофеварок, которые сами готовят вам утром кофе к назначенному времени, или микроволновок, разогревающих еду к вашему приходу с работы?

В современном технологичном доме умными могут быть не только гаджеты и бытовые приборы, но даже стены и пол. Уже сейчас есть технологии позволяющие создавать обои предотвращающие электромагнитное загрязнение и не пропускающие наружу квартиры сигнал Wi-Fi. Или, например, окна-экраны. Считаете это фантастикой? Нет, такая технология была представлена ещё в 2012 году. Совсем недавно испанские разработчики представили умное напольное покрытие, способное обеспечить равномерный и стабильный сигнал Wi-Fi или Bluetooth во всём доме.

Системы мониторинга жизненных показателей могут работать в единой сети с системами умного дома. Они могут выполнять определённые сценарии действий. Например, система, следящая за пожилыми родителями у них дома, может в случае падения кого-то из стариков, через хаб «умного дома» отправлять сообщение об этом родственникам или соседям, включать сигнализацию или отправлять информацию врачу.

Далеко не самый последний по значимости атрибут практически любого дома - это комнатные растения. В системе управления умным домом можно настроить автоматический полив растений в зависимости от погоды, почвы, времени суток и других параметров.